バクテリア細胞内で周期移動する新規運動性タンパク質SopAの時空間解析

Research Project

Project/Area Number	17049027
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	National Institute of Genetics
Principal Investigator	仁木宏典国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 教授 (70208122)
Project Period (FY)	2005 – 2006
Project Status	Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help	¥5,300,000 (Direct Cost: ¥5,300,000) Fiscal Year 2006: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000) Fiscal Year 2005: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
Keywords	プラスミド / 分配 / 蛍光タンパク質 / 細胞 / 重合 / ATPase / フィラメント / モータータンパク質 / バクテリア / 大腸菌 / 染色体
Research Abstract	大腸菌の性決定因子Fプラスミドは、細胞内に1から2コピーと非常に少ないコピー数にもかかわらず、娘細胞へと安定に分配される。この過程でFプラスミドは、細胞中央で複製されたのち速やかに細胞両極方向へ移動することが知られており、ATPアーゼのSopAタンパク質が、移動の駆動力を生じているのではないかと考えられてきた。ではいかにしてSopAタンパク質はプラスミドに駆動力を与えているのかという問題を中心に本研究を行った。これまでの研究により、生きた細胞の中でプラスミドDNAとSopAタンパク質を蛍光タンパク質で標識し、両者の動態解析してきた。SopA-YFPタンパク質は細胞極近くに蛍光輝点を形成し、これが重合の中心となり、さらにそこから細胞全体にSopAが繊維状の構造体を形成しているらしい。また、このSopAの重合中心は、細胞内の端から端へ周期的に移動し、この変動に伴ってプラスミドDNAも周期的に移動した。これら結果は、SopAタンパク質は、直接プラスミドを押し引きして分配移動させるというより、繊維状のSopAタンパク質がプラスミドの移動の際の軌道として機能していることを強く示唆していた。また、この繊維構造には方向性があり、この方向性によりFプラスミドの分配移動方向をガイドする軌道として機能すると考えられる。さらにSopAタンパク質は、核様体とは独立に自己集合し、繊維状の構造体を形成しているか、否か明らかにするため、無核細胞内でのSopAタンパク質の動態を詳細に調べた。この結果、SopAタンパク質は、核様体とは独立に自己集合し、繊維状の構造体を形成していることが明らかとなった。